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出版者:华中理工大学出版社

作者:

出品人:

页数:373

译者:

出版时间:1996-9

价格:29.80元

装帧:

isbn号码:9787560913575

丛书系列:

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《数据结构与算法：原理与实践》 内容简介 本书旨在为读者系统性地构建现代计算机科学的核心基石——数据结构与算法。我们深知，无论是进行高性能的系统级编程、开发复杂的应用软件，还是投身于新兴的人工智能领域，对数据如何组织和处理的深刻理解，以及对解决问题步骤的精确设计能力，都是不可或缺的硬通货。本书摒弃了浮于表面的概念堆砌，力求在理论的严谨性和工程实践的有效性之间找到最佳平衡点。 全书内容划分为四个主要部分，逻辑清晰，循序渐进：基础篇、核心结构篇、高级结构篇与算法设计与分析篇。 第一部分：基础篇——计算思维的基石 本部分首先为读者奠定坚实的计算思维基础。我们将从最基本的计算模型和抽象思维开始，介绍算法复杂性分析的理论框架。 1. 计算模型与抽象： 我们将探讨图灵机模型（作为理论极限的参考）以及随机存取机（RAM）模型（作为现代计算环境的基准）。重点阐述什么是抽象数据类型（ADT），以及如何利用ADT将数据组织与操作的规范清晰地分离，这是工程设计中的关键能力。 2. 性能度量与渐近分析： 深入剖析时间复杂度和空间复杂度的概念。着重讲解大O（$O$）、$Omega$（Omega）、$Theta$（Theta）符号的精确含义和使用场景，确保读者能够准确、无歧义地评估代码片段的效率。我们详细解析了主定理（Master Theorem）及其在分治算法分析中的应用，并辅以大量的实例演示如何推导递归关系式。 第二部分：核心结构篇——线性与树形组织 本部分聚焦于最常用、最基础的几种数据组织方式。 3. 线性结构深度解析： 数组与动态数组： 不仅介绍静态数组的内存布局和访问特性，还详细分析动态数组（如C++ `std::vector` 或 Java `ArrayList` 的底层实现原理，包括扩容机制和摊还分析（Amortized Analysis））。 链表家族： 详细对比单向链表、双向链表和循环链表的结构特点、插入删除操作的效率差异，并探讨它们在特定场景（如实现LRU缓存）中的优势。 栈与队列： 阐述它们的LIFO和FIFO原则，并提供基于数组和链表的两种典型实现，分析在不同实现下边界条件的处理细节。 4. 树结构基础： 树是分层数据组织的核心。 树的遍历： 彻底区分先序、中序、后序遍历的原理，并给出递归与非递归（使用栈实现）的完整代码。 二叉搜索树（BST）： 阐述其查找、插入、删除操作的平均和最坏情况复杂度。重点讨论BST在极端情况下（如有序输入）退化成链表的问题。 平衡树导论： 引入保持树高恒定的必要性，为后续AVL树和红黑树的学习做好铺垫。 第三部分：高级结构篇——效率的保障 本部分深入探索那些为解决特定性能瓶颈而设计的复杂数据结构。 5. 维持平衡的艺术： AVL 树： 详细解释旋转操作（LL, RR, LR, RL）的几何意义及其对高度的优化。我们不仅展示代码，更注重分析每次平衡操作的O(1)成本如何保证整体操作的O(log n)性能。 红黑树（Red-Black Trees）： 作为标准库（如C++ STL map/set）的基石，我们将剖析其五个必须满足的性质，并深入讲解插入和删除操作后如何通过颜色翻转和旋转来维护这些性质。 6. 堆结构与优先队列： 二叉堆（Binary Heap）： 介绍其完全二叉树的结构特性，重点讲解 `heapify` 操作的原理，以及如何高效地实现最大堆和最小堆。 优先队列的实现： 说明堆如何作为实现高效优先队列的理想选择，并应用于如Dijkstra算法中。 7. 散列表（Hash Tables）的精髓： 哈希函数设计： 探讨理想哈希函数的标准（均匀性、低碰撞率），并分析几种常见的冲突解决策略：链地址法（Separate Chaining）和开放寻址法（Open Addressing，包括线性探测、二次探测和双重散列）。 负载因子与性能衰减： 详细分析负载因子对性能的影响，以及何时需要触发表的自动重哈希（Rehashing）过程。 8. 图论基础数据结构： 图的表示： 重点对比邻接矩阵（Adjacency Matrix）和邻接表（Adjacency List）在空间和时间上的权衡，以及何时应选用哪种表示法。 特殊图结构： 介绍并实现最小生成树（MST）所需的数据结构，如Disjoint Set Union（并查集）及其路径压缩和按秩合并的优化技术。 第四部分：算法设计与分析篇 本部分将理论知识转化为解决实际问题的工具箱，涵盖核心算法范式。 9. 排序算法的全面比较： 我们不只是罗列排序算法，而是从稳定性、是否为就地排序（In-place）以及渐近复杂度等多个维度进行对比。 基础排序： 冒泡、选择、插入排序的特点和适用小规模数据的原因。 分治排序： 深入剖析归并排序（Merge Sort）的稳定性及其无法避免的额外空间开销，以及快速排序（Quick Sort）的平均性能优势与最坏情况的规避策略。 线性时间排序： 探讨计数排序（Counting Sort）、基数排序（Radix Sort）等非比较型排序算法的适用前提和工作原理。 10. 核心算法范式： 分治法（Divide and Conquer）： 以二分查找和Strassen矩阵乘法为例，展示如何将问题分解、解决子问题，然后合并。 贪心算法（Greedy Algorithms）： 通过霍夫曼编码和活动选择问题，阐明贪心选择性质和最优子结构如何协同工作。 动态规划（Dynamic Programming, DP）： DP是本书的重点之一。我们用最经典的背包问题（0/1和完全背包）、最长公共子序列、矩阵链乘法来引导读者掌握“备忘录”与“自底向上”两种实现思路，强调如何构建正确的状态转移方程。 11. 图算法进阶： 最短路径： 详述Dijkstra算法（单源最短路径）和Bellman-Ford算法（处理负权边）的原理和局限性，并简要介绍Floyd-Warshall算法的多源最短路径解法。 拓扑排序： 介绍如何使用Kahn算法（基于入度）和DFS（基于完成时间）对有向无环图（DAG）进行排序，并说明其在项目调度中的应用。 本书的每一章节都配有大量的C++或类C语言的伪代码实现，旨在帮助读者将抽象的结构和算法转化为可执行的代码逻辑，真正掌握数据结构与算法在现代软件工程中的实战价值。

评分☆☆☆☆☆

在华工读计算机，印象最深刻的当然是曹老曹化工老师的《Ｃ语言程序设计》，我曾经想过为何谭浩强的C语言程序设计能够风靡中国各个大学，而曹老的作品是问津之人甚少呢？一个重要的原因是谭浩强依靠清华的牌子，强势推广他的书。另外一个重要原因是市场化运作的手段，很少见...

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这本书在排版和插图的使用上，透露着那个时代特有的美学倾向——功能至上，信息密度极高。页边距很窄，几乎没有大片的留白，这让每一页都塞满了密密麻麻的汇编代码和系统调用图表。虽然对于初次接触的读者来说可能会感到有些压迫感，但一旦适应了，就会发现这种紧凑的设计极大地提高了学习效率，因为你不需要不断翻页去对照参考资料，关键的指令集和时序图都紧密地排列在相关章节旁边。特别值得一提的是，书中关于显存映射和声音芯片（如AdLib或PC Speaker）的编程部分，其绘制的图形化流程图非常简洁有力，用最少的线条勾勒出了复杂的硬件交互流程，那种用ASCII字符构建起来的示意图，带着一种独特的数字时代的古典美感，让人既觉得复古又觉得清晰无比。

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这本书的封面设计给我留下了非常深刻的印象。它采用了一种非常经典和简洁的配色方案，黑白灰的搭配在那个年代的计算机书籍中很常见，但它又恰到好处地运用了IBM的标志性蓝色，显得既专业又不失活力。书脊部分的设计也很有匠心，字体清晰易读，即使放在高高的书架上也能一眼被认出。触摸书的纸张，能感受到那种略带粗糙但手感扎实的质感，这让我想起了那个时代书籍的厚重感和实在感。它不像现在流行的轻薄纸质，而是那种能经受住反复翻阅的耐用材料。整体来看，这本书的包装给人一种严肃、可靠的信号，仿佛在告诉你，这是一本真正能教会你真本事的工具书，而非那种浮于表面的入门指南。光是捧着它，就能感受到一股浓厚的历史气息和技术沉淀，对于那个时代的编程爱好者来说，光是拥有它就已经是一种身份的象征了。

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阅读这本书的过程，对我来说更像是一场与老前辈的隔空对话。作者的语言风格非常凝练，几乎没有多余的客套话或文学性的修饰。每一个句子似乎都经过了严格的推敲，直指问题的核心。比如在讲解LOOP指令的优化时，他会用极其精炼的段落指出一个常见的效率陷阱，并直接给出三种不同优化等级的汇编代码对比，其严谨程度令人叹服。书中穿插的那些小“技巧”和“陷阱提示”，往往隐藏在代码注释或者小方框内，但每一个都价值千金，它们是作者多年实战经验的结晶，而不是教科书上的标准定义。读到激动处，我甚至能想象出作者当年在昏暗的灯光下，面对着一块绿色的显示器，一行一行敲下这些指令时的专注和对完美的追求。这种“工匠精神”的传递，远比单纯的知识点罗列要来得深刻和持久。

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这本书的实用价值，我认为是超越了其出版年代的。尽管硬件环境早已发生翻天覆地的变化，但它所建立起来的底层思维模式——如何精确控制CPU的每一个动作，如何理解中断向量表的工作原理，以及如何看待内存的物理布局——这些核心概念是永恒的。例如，书中关于浮点运算单元（FPU）的初始化和状态管理章节，虽然现在有更高级的数学库可以调用，但作者对寄存器堆栈的精细操作的讲解，依然是理解现代高性能计算优化的基石。我甚至会用它来对照学习现代的x86-64汇编，去体会底层指令集是如何在兼容性和效率之间进行权衡的。它不仅是一本关于IBM-PC的书，更是一部关于计算思维如何从零开始构建的“史诗”，对于任何想要真正深入理解计算机“心脏”的人来说，它都是一本绕不开的经典藏品。

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这本书的目录结构简直是为深度学习者量身定做的。我花了很长时间去研究它的章节编排，发现它绝不是按照“先讲理论再做练习”这种平铺直叙的方式展开的。它更像是按照一个项目开发的真实流程来构建知识体系的。初期的章节迅速切入到硬件寄存器和内存管理的底层逻辑，没有浪费时间在过于宏大的操作系统概念上，而是直接将读者带到了机器码的入口。随后，它巧妙地穿插了大量的I/O端口操作和中断处理的实例，这使得读者在学习过程中能够立即看到代码与物理世界交互的效果，极大地增强了学习的即时满足感。最让我欣赏的是它对复杂数据结构的汇编实现部分，作者没有使用现成的库函数来蒙混过关，而是手把手地展示了如何用最底层的指令去构建高效的链表和树结构，这种手艺活的教学方式，在今天的很多教材中已经非常罕见了。

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哈哈哈·没想到能找到我们教材呀··

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